CN117723247A - 一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，包括：检测架，检测架内设置有检测平台，检测平台上安装有模拟公路，模拟公路设置为桩板式结构；震动模拟单元，震动模拟单元连接于检测架上，用于向检测平台施加振动；水力模拟单元，水力模拟单元连接于检测平台上方，用于向模拟公路施加水力冲击；数据获取单元，用于获取震动检测过程中模拟公路的变形和损伤数据。本发明将水力模拟单元和震动模拟单元结合使用，模拟公路受到地震时的状态，公路桥梁采用摇摆自复位公路桩板式结构韧性抗震体系，利用接缝处的摇摆机制提供地震自复位力，降低预制管桩和混凝土面板损伤，耗能装置通过耗能来控制摇摆位移，防止结构侧向倾覆。

Description

一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置

技术领域

本发明涉及抗震性能检测技术领域，更具体地说，本发明涉及一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置。

背景技术

公路桩板式结构是近年来兴起的一种新形势，其采用结构化的观点，工业化的模式，实现了公路的少占土、无取土建造，从根本上解决了公路建造与环境保护之间的冲突；公路桩板式结构体系包括两大部分构成，分别是工厂化预制板梁以及管桩组成的框架结构，与传统路基方案相比，桩板式结构路基刚度相对较大，完成施工后，沉降较小，没有传统路基施工过程中出现的放坡宽度，大大提高了土地利用率，节省了施工成本。

公路桩板式结构中管桩与预制板的连接方式一般为图1中所示的固结，导致结构整体刚度大，在地震作用下有更大的易损性，因此需要对公路桩板式结构的抗震体系进行设计。现有的公路桩板式结构设计时常采用计算机仿真的方式，无法更直观的对公路桩板式结构的抗震性能进行检测，无法确定模拟结果的准确性，容易导致施工后抗震性能不符合要求的情况，因此，有必要提出一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，包括：

检测架，检测架内设置有检测平台，检测平台上安装有模拟公路，模拟公路设置为桩板式结构；

震动模拟单元，震动模拟单元连接于检测架上，用于向检测平台施加振动；

水力模拟单元，水力模拟单元连接于检测平台上方，用于向模拟公路施加水力冲击；

数据获取单元，数据获取单元连接于检测架上，用于获取震动检测过程中模拟公路的变形和损伤数据。

优选的，桩板式结构包括：

混凝土面板、预制管桩、无粘接预应力钢束和耗能装置，混凝土面板与预制管桩之间为节段拼装，无粘接预应力钢束设置于预制管桩内，一端与混凝土面板连接，另一端与预制管桩预埋于地基的部分连接，混凝土面板与预制管桩之间形成摇摆接缝，耗能装置两端分别与混凝土面板下表面和预制管桩侧面铰接，耗能装置为混凝土面板提供斜向支撑。

优选的，耗能装置设置为屈曲约束支撑。

优选的，震动模拟单元包括：三向设置的振动激励器，一组振动激励器设置于检测架底端，并且输出端与检测平台底面连接，对检测平台施加竖直方向的振动，一组振动激励器设置于检测架的左右两侧，并且输出端与检测平台左右侧面连接，对检测平台施加左右方向的振动，一组振动激励器设置于检测架的前后两侧，并且输出端与检测平台前后侧面连接，对检测平台施加前后方向的振动。

优选的，数据获取单元包括位移传感器和图像采集设备，位移传感器按照预设检测点位贴装于桩板式结构表面，用于检测结构各位置处的位移数据；图像采集设备连接于检测架上，用于获取混凝土面板和预制管桩的表面图像。

优选的，控制器依据数据获取单元的检测结果判断公路桩板式结构的自复位能力，具体为：

建立公路桩板式结构的初始模型，预设检测点设置于初始模型的预设节点处；

启动振动激励器对模拟公路施加振动；

获取各检测点的位移数据，构建变形后的公路桩板式结构模型；

对比变形后路桩板式结构模型与初始模型，计算模型的重合度并设定为自复位能力值；

当计算获得的自复位能力值大于预设的自复位能力值时，表明公路桩板式结构的自复位能力满足公路设计需求。

优选的，水力模拟单元包括：

蓄水箱，蓄水箱连接于检测平台顶端并与供水设备连接，蓄水箱顶端设置有盖板；

固定座，固定座连接于蓄水箱底端，模拟公路的预制管桩安装于固定座内，并且预制管桩穿过蓄水箱顶端盖板；

辊筒，辊筒转动连接于蓄水箱内壁，辊筒表面均匀连接有多个驱动板，辊筒端部连接有驱动其转动的电机，驱动板为蓄水箱内水流流动提供动力。

优选的，辊筒上均匀设置有多个喷流单元，喷流单元包括：

增压箱，增压箱连接于辊筒内壁；

喷流管，喷流管滑动连接于增压箱中心并且外侧端穿出辊筒；

喷流板，喷流板连接于喷流管外侧端，喷流板设置为弧形，喷流板远离喷流管的一侧开设有多个喷流孔，辊筒外壁开设有容纳喷流板的弧形槽；

液压杆，液压杆连接于增压箱远离喷流板的一侧；

第一滑套，第一滑套连接于液压杆输出端，并且第一滑套与喷流管垂直设置，第一滑套侧壁与喷流管内侧端连接。

优选的，喷流单元还包括：

连通孔，连通孔开设于喷流管一侧；

T型件，T型件中心铰接于辊筒内壁的安装块上；

压接杆，两个压接杆滑动连接于第一滑套两侧，两个压接杆之间连接有弹性件，一个压接杆端部滚动设置于辊筒内壁，另一个压接杆端部滚动设置于T型件侧面；

封堵块，封堵块连接于T型件侧面靠近增压箱的一端；

第二滑套，第二滑套连接于辊筒内壁的安装块上，第二滑套内通过弹簧连接有滑动件，滑动件和T型件端部之间铰接有连杆。

优选的，辊筒表面均匀开设有多个缓冲槽，缓冲槽侧壁连接有缓冲件，驱动板的转轴转动连接于缓冲件内，转轴和缓冲件之间连接有卷簧。

优选的，缓冲件包括：阻尼套筒和阻尼板，阻尼套筒连接于缓冲槽侧壁，转轴转动连接于阻尼套筒中心，阻尼套筒内开设有阻尼腔，并且阻尼腔内填充有阻尼液，阻尼板连接于转轴侧面，并转动设置于阻尼腔内，阻尼板与阻尼腔之间设有供阻尼液流动的间隙。

优选的，阻尼板的第一种形式为：阻尼板的数量设置为一个，阻尼板将阻尼腔分隔为体积不同的两部分，与辊筒转动方向相反侧的部分体积较大；

优选的，阻尼板的第二种形式为：阻尼板的数量设置为两个，两个阻尼板将阻尼腔分隔为等体积的三部分；

优选的，阻尼板的第三种形式为：阻尼板设置为扇形板，阻尼板将阻尼腔分隔为体积不同的两部分，与辊筒转动方向相反侧的部分体积较大；

优选的，阻尼板的第四种形式为：阻尼板设置为扇形板，且阻尼板上开设有弧形的阻尼液通道，阻尼板将阻尼腔分隔为体积不同的两部分，与辊筒转动方向相反侧的部分体积较大，阻尼液通道将阻尼腔的两部分连通。

优选的，蓄水箱底端设置有装夹座，装夹座包括：

第一支撑件和第二支撑件，第一支撑件设置于装夹座上表面中心，两个第二支撑件对称设置于第一支撑件两侧，并且第二支撑件滑动设置于装夹座上表面；

锥形件，锥形件滑动连接于装夹座的中心腔体内，锥形件下部设置有锥形面，锥形件顶端通过支撑杆与第一支撑件连接，锥形件沿竖直方向滑动，锥形件底端与装夹座中心腔体之间连接有弹簧；

第一滑块、第二滑块和第三滑块，第一滑块滑动连接于装夹座的侧腔体底端，侧腔体布置于中心腔体外侧，侧腔体的外侧壁设置为斜面，第二滑块滑动连接于侧腔体的外侧壁上，第三滑块滑动连接于装夹座顶端的滑槽内，第一滑块和第二滑块之间，第二滑块和第三滑块之间均铰接有连动杆，第三滑块与第二支撑件连接；

导向杆，导向杆一端水平连接于第一滑块侧端，导向杆滑与装夹座滑动连接并延伸至中心腔体内，导向杆另一端与锥形件的锥形面滑动连接；

压接座，压接座连接于第三滑块顶端，压接座上竖直滑动有夹爪，且夹爪可锁定于压接座的任意位置；

固定座安装时，固定板的底面与第一支撑件和第二支撑件同时接触，固定座的侧面与压接座接触，夹爪压接于固定座顶端边沿。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明提供的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，公路桥梁采用摇摆自复位公路桩板式结构韧性抗震体系，将混凝土面板与预制管桩间节段拼装，预制管桩与混凝土面板之间通过无粘接预应力钢束连接，两者之间形成摇摆接缝，同时在预制管桩与混凝土面板之间设置耗能装置，耗能装置设置为屈曲约束支撑BRB等。在地震作用下，利用接缝处的摇摆机制为结构提供地震自复位力，降低预制管桩和混凝土面板损伤，同时耗能装置通过耗能来控制摇摆位移，防止位移过大导致结构侧向倾覆。

对桩板式结构的公路进行抗震性能检测，依据公路的使用场景和周边环境，将水力模拟单元和震动模拟单元结合使用，更好的模拟公路受到地震时的状态，对模拟公路的变形和结构表面损伤情况进行监测，判断所设计的摇摆自复位公路桩板式结构韧性抗震体系的抗震能力，在试验室条件下更真实的模拟路桥的震动状态，评估结构的抗震性能，辅助路桥抗震能力设计。

本发明所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为公路桩板式结构中管桩与预制板的固结连接方式结构示意图；

图2为本发明摇摆自复位公路桩板式结构韧性抗震体系的结构示意图；

图3为本发明一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置的结构示意图；

图4为本发明中辊筒的剖面结构示意图；

图5为本发明中第一滑套的剖面结构示意图；

图6为本发明图4中A处局部放大结构示意图；

图7为本发明中阻尼套筒的剖面结构示意图；

图8为本发明中装夹座的剖面结构示意图；

图9为本发明图8中B处局部放大结构示意图。

图中：1.检测架；2.检测平台；3.模拟公路；4.混凝土面板；5.预制管桩；6.无粘接预应力钢束；7.耗能装置；8.地基；9.振动激励器；10.摇摆接缝；11.蓄水箱；12.固定座；13.辊筒；14.驱动板；15.增压箱；16.喷流管；17.喷流板；18.弧形槽；19.液压杆；20.第一滑套；21.连通孔；22.压接杆；23.弹性件；24.T型件；25.封堵块；26.第二滑套；27.滑动件；28.缓冲槽；29.转轴；31.阻尼套筒；32.阻尼板；33.阻尼腔；40.装夹座；41.第一支撑件；42.第二支撑件；43.锥形件；44.第一滑块；45.第二滑块；46.第三滑块；47.连动杆；48.导向杆；49.压接座；50.夹爪；51.支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1：

如图2、3所示，本发明提供了一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，包括：

检测架1，检测架1内设置有检测平台2，检测平台2上安装有模拟公路3，模拟公路3设置为桩板式结构；

震动模拟单元，震动模拟单元连接于检测架1上，用于向检测平台2施加振动；

水力模拟单元，水力模拟单元连接于检测平台2上方，用于向模拟公路3施加水力冲击；

数据获取单元，数据获取单元连接于检测架1上，用于获取震动检测过程中模拟公路3的变形和损伤数据。

桩板式结构包括：

混凝土面板4、预制管桩5、无粘接预应力钢束6和耗能装置7，混凝土面板4与预制管桩5之间为节段拼装，无粘接预应力钢束6设置于预制管桩5内，一端与混凝土面板4连接，另一端与预制管桩5预埋于地基8的部分连接，混凝土面板4与预制管桩5之间形成摇摆接缝10，耗能装置7两端分别与混凝土面板4下表面和预制管桩5侧面铰接，耗能装置7为混凝土面板4提供斜向支撑。

耗能装置7设置为屈曲约束支撑。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，使用时，将模拟公路3安装于检测平台2上，在对公路桩板式结构进行抗震性能检测时，启动震动模拟单元向检测平台2施加振动，将振动拨传递至模拟公路3上，对公路桩板式结构所处的地震环境进行模拟；同时启动水力模拟单元向模拟公路3施加水力冲击，对地震环境中受到的水力环境进行模拟；依据公路的使用场景和周边环境，将水力模拟单元和震动模拟单元结合使用，更好的模拟公路受到地震时的状态；检测中，通过数据获取单元对模拟公路3在震动和水力共同作用下的状态进行检测，检测模拟公路3的变形情况，以及结构表面损伤情况。

公路桥梁采用摇摆自复位公路桩板式结构韧性抗震体系，将混凝土面板4与预制管桩5间节段拼装，预制管桩5与混凝土面板4之间通过无粘接预应力钢束连接，两者之间形成摇摆接缝10，同时在预制管桩5与混凝土面板4之间设置耗能装置，耗能装置设置为屈曲约束支撑BRB等。在地震作用下，利用接缝处的摇摆机制为结构提供地震自复位力，降低预制管桩5和混凝土面板4损伤，同时耗能装置7通过耗能来控制摇摆位移，防止位移过大导致结构侧向倾覆。

通过上述结构设计，提供了一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，对桩板式结构的公路进行抗震性能检测，依据公路的使用场景和周边环境，将水力模拟单元和震动模拟单元结合使用，更好的模拟公路受到地震时的状态，对模拟公路3的变形和结构表面损伤情况进行监测，判断所设计的摇摆自复位公路桩板式结构韧性抗震体系的抗震能力，在试验室条件下更真实的模拟路桥的震动状态，评估结构的抗震性能，辅助路桥抗震能力设计。

实施例2：

如图3所示，在上述实施例1的基础上，震动模拟单元包括：三向设置的振动激励器9，一组振动激励器9设置于检测架1底端，并且输出端与检测平台2底面连接，对检测平台2施加竖直方向的振动，一组振动激励器9设置于检测架1的左右两侧，并且输出端与检测平台2左右侧面连接，对检测平台2施加左右方向的振动，一组振动激励器9设置于检测架1的前后两侧，并且输出端与检测平台2前后侧面连接，对检测平台2施加前后方向的振动。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

震动模拟单元采用三向设置的振动激励器9作为振动源，分别安装于检测平台2的竖直、左右和前后方向，对检测平台2施加竖直、左右和前后方向的激励，通过多方向的激励叠加组合，模拟不规则的震动波，提高震动的模拟效果，各组振动激励器9单独控制，模拟效果更好。

实施例3：

在上述实施例1的基础上，数据获取单元包括位移传感器和图像采集设备，位移传感器按照预设检测点位贴装于桩板式结构表面，用于检测结构各位置处的位移数据；图像采集设备连接于检测架1上，用于获取混凝土面板4和预制管桩5的表面图像。

控制器依据数据获取单元的检测结果判断公路桩板式结构的自复位能力，具体为：

建立公路桩板式结构的初始模型，预设检测点设置于初始模型的预设节点处；

启动振动激励器9对模拟公路3施加振动；

获取各检测点的位移数据，构建变形后的公路桩板式结构模型；

对比变形后路桩板式结构模型与初始模型，计算模型的重合度并设定为自复位能力值；

当计算获得的自复位能力值大于预设的自复位能力值时，表明公路桩板式结构的自复位能力满足公路设计需求。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

在公路的桩板式结构体系设计时，建立公路桩板式结构的初始模型，并在模型上设置多个分析和检测节点，将位移传感器按照预设点位贴装在桩板式结构表面，在抗震检测过程中，能够检测各节点位置处的位移数据，通过此位移数据能够准确的表示，结构各位置处在震动过程中的变形情况，而通过位移后的数据，能够构建变形后的公路桩板式结构模型，此模型与初始模型存在位置偏差，二者的重合度设定为自复位能力值，能够直观反应出所设计的摇摆自复位公路桩板式结构韧性抗震体系的复位能力，当计算获得的自复位能力值大于预设的自复位能力值时，表明公路桩板式结构的自复位能力满足公路设计需求，对公路桩板式结构及其抗震体系设计起指导作用；并且能够通过试验数据，对设计时震动仿真模拟数据进行修正，提高计算机震动仿真的准确性。

实施例4：

如图3、4所示，在上述实施例1的基础上，水力模拟单元包括：

蓄水箱11，蓄水箱11连接于检测平台2顶端并与供水设备连接，蓄水箱11顶端设置有盖板；

固定座12，固定座12连接于蓄水箱11底端，模拟公路3的预制管桩5安装于固定座12内，并且预制管桩5穿过蓄水箱11顶端盖板；

辊筒13，辊筒13转动连接于蓄水箱11内壁，辊筒13表面均匀连接有多个驱动板14，辊筒13端部连接有驱动其转动的电机，驱动板14为蓄水箱11内水流流动提供动力。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

公路路桥常需要在山区和河道中进行建造，在地下水量较大的环境中使用时，地震环境下除受到震动波的作用，还会受到河流、洪水的冲击，震动波和水流的共同作用对公路路桥提出了更高的抗震要求，因此通过水力模拟单元对水流冲击进行模拟。水力模拟单元使用时，在蓄水箱11内装入清水，清水深度高于辊筒13底部，模拟公路3的预制管桩5安装于固定座12内，固定座12相当于实际使用中的地基8，启动电机驱动辊筒13转动，辊筒13带动驱动板14转动，驱动板14对蓄水箱11内的水搅动，使蓄水箱11内的水能够向预制管桩5上施加水力冲击，模拟预制管桩5所处的水流环境。蓄水箱11可透明设置，便于对结构表面状态的监测。

实施例5：

如图4-6所示，在上述实施例4的基础上，辊筒13上均匀设置有多个喷流单元，喷流单元包括：

增压箱15，增压箱15连接于辊筒13内壁；

喷流管16，喷流管16滑动连接于增压箱15中心并且外侧端穿出辊筒13；

喷流板17，喷流板17连接于喷流管16外侧端，喷流板17设置为弧形，喷流板16远离喷流管16的一侧开设有多个喷流孔，辊筒13外壁开设有容纳喷流板17的弧形槽18；

液压杆19，液压杆19连接于增压箱15远离喷流板17的一侧；

第一滑套20，第一滑套20连接于液压杆19输出端，并且第一滑套20与喷流管16垂直设置，第一滑套20侧壁与喷流管16内侧端连接；

连通孔21，连通孔21开设于喷流管16一侧；

T型件24，T型件24中心铰接于辊筒13内壁的安装块上；

压接杆22，两个压接杆22滑动连接于第一滑套20两侧，两个压接杆22之间连接有弹性件23，一个压接杆22端部滚动设置于辊筒13内壁，另一个压接杆22端部滚动设置于T型件24侧面；

封堵块25，封堵块25连接于T型件24侧面靠近增压箱15的一端；

第二滑套26，第二滑套26连接于辊筒13内壁的安装块上，第二滑套26内通过弹簧连接有滑动件27，滑动件27和T型件24端部之间铰接有连杆。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

由于地形不同，公路受到的水流冲击常处于不规律的状态，而通过驱动板14搅动的水流冲击力较规则，因此设置喷流单元。喷流单元未使用时，喷流板16收纳在滚筒13的弧形槽18内，压接杆22位于T型件24侧面远离增压箱15的一侧，T型件24上的封堵块25卡接在喷流管16上的连通孔21内，喷流管16的连通孔21与增压箱15的出水口错开，处于未连通状态，两个压接杆22之间的弹性件23保持压接杆22与T型件24的压接状态，防止封堵块25自行分离；喷流单元使用时，启动液压杆19带动第一滑套20向增压箱15方向移动，以第一滑套20两侧的压接杆22分别沿着辊筒13内壁和T型件24侧面滑动，并向第一滑套20外部弹出，压接杆22挤压T型件24侧面，将封堵块25与喷流管16上的连通孔21分离，第一滑套20带动喷流管16向外移动，直至连通孔21与增压箱15内部连通，喷流板17伸出辊筒13，转动辊筒13后能够更靠近预制管桩5；向增压箱15内供水，水流通过连通孔21进入到喷流管16后，经过喷流板17向预制管桩5上喷出。

通过上述结构设计，通过设置喷流单元，对不规则或局部的水流进行模拟，在使用时将喷流板17朝向预制管桩5，向预制管桩5上喷出预设方向和力度的水流，喷流板17使用时靠近预制管桩5，能够减少水流流动过程中的能量损失，模拟更准确。

实施例6：

如图4、7所示，在上述实施例4的基础上，辊筒13表面均匀开设有多个缓冲槽28，缓冲槽28侧壁连接有缓冲件，驱动板14的转轴29转动连接于缓冲件内，转轴29和缓冲件之间连接有卷簧。

缓冲件包括：阻尼套筒31和阻尼板32，阻尼套筒31连接于缓冲槽28侧壁，转轴29转动连接于阻尼套筒31中心，阻尼套筒31内开设有阻尼腔33，并且阻尼腔33内填充有阻尼液，阻尼板32连接于转轴29侧面，并转动设置于阻尼腔33内，阻尼板32与阻尼腔33之间设有供阻尼液流动的间隙。

可选的，如图7中（a）所示，阻尼板32的第一种形式为：阻尼板32的数量设置为一个，阻尼板32将阻尼腔33分隔为体积不同的两部分，与辊筒13转动方向相反侧的部分体积较大；

可选的，如图7中（b）所示，阻尼板32的第二种形式为：阻尼板32的数量设置为两个，两个阻尼板32将阻尼腔33分隔为等体积的三部分；

可选的，如图7中（d）所示，阻尼板32的第三种形式为：阻尼板32设置为扇形板，阻尼板32将阻尼腔33分隔为体积不同的两部分，与辊筒13转动方向相反侧的部分体积较大；

可选的，如图7中（c）所示，阻尼板32的第四种形式为：阻尼板32设置为扇形板，且阻尼板32上开设有弧形的阻尼液通道，阻尼板32将阻尼腔33分隔为体积不同的两部分，与辊筒13转动方向相反侧的部分体积较大，阻尼液通道将阻尼腔33的两部分连通。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

驱动板14与蓄水箱11中的水接触时会产生冲击，使水流飞溅、驱动板14结构受到冲击损伤，因此在滚筒13上设置缓冲槽28和缓冲件，将驱动板14的转轴29与缓冲件连接，驱动板14与清水接触受到阻力时，转轴29转动时带动阻尼板32同步转动，阻尼液对阻尼板32起缓冲作用，阻尼板32可采用上述四种结构形式中的任意一种，阻尼液可以通过阻尼板32与阻尼腔33之间的间隙，以及阻尼板32上的阻尼液通道，从阻尼腔33的一侧流动至另一侧，对阻尼板32和转轴29起缓冲作用，当阻尼板32转动至与阻尼腔33侧壁接触后，阻尼腔33对其限位；当驱动板14与清水分离时阻力消失，转轴29在卷簧作用下复位。通过上述结构设计，模拟时驱动板14能对水流提供足够搅动力，保证水流流速，同时有效实现了对驱动板14的缓冲，减少驱动板14结构损伤，降低水流噪声和飞溅。

实施例7：

如图8、9所示，在上述实施例1的基础上，蓄水箱11底端设置有装夹座40，装夹座40包括：

第一支撑件41和第二支撑件42，第一支撑件41设置于装夹座40上表面中心，两个第二支撑件42对称设置于第一支撑件41两侧，并且第二支撑件42滑动设置于装夹座40上表面；

锥形件43，锥形件43滑动连接于装夹座40的中心腔体内，锥形件43下部设置有锥形面，锥形件43顶端通过支撑杆51与第一支撑件41连接，锥形件43沿竖直方向滑动，锥形件43底端与装夹座40中心腔体之间连接有弹簧；

第一滑块44、第二滑块45和第三滑块46，第一滑块44滑动连接于装夹座40的侧腔体底端，侧腔体布置于中心腔体外侧，侧腔体的外侧壁设置为斜面，第二滑块45滑动连接于侧腔体的外侧壁上，第三滑块46滑动连接于装夹座40顶端的滑槽47内，第一滑块44和第二滑块45之间，第二滑块45和第三滑块46之间均铰接有连动杆47，第三滑块46与第二支撑件42连接；

导向杆48，导向杆48一端水平连接于第一滑块44侧端，导向杆48滑与装夹座40滑动连接并延伸至中心腔体内，导向杆48另一端与锥形件43的锥形面滑动连接；

压接座49，压接座49连接于第三滑块46顶端，压接座49上竖直滑动有夹爪50，且夹爪50可锁定于压接座49的任意位置；

固定座12安装时，固定板12的底面与第一支撑件41和第二支撑件42同时接触，固定座12的侧面与压接座49接触，夹爪50压接于固定座12顶端边沿。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

在模拟公路安装时，需要将预制管桩5安装在固定座12内，然后将固定座12与蓄水箱11连接，固定座12相当于实际使用中的地基8，因此在蓄水箱11内设置装夹座40。固定座12与装夹座40安装时，向下防止固定座12，使其与第一支撑件41接触，固定座12向下压动第一支撑件41，第一支撑件41通过支撑杆51带动锥形件43向下滑动，导向杆48沿着锥形件43的锥形面滑动，并随着锥形件43向下移动，导向杆48向侧腔体内滑动，推动第一滑块44向外侧滑动，第一滑块44通过连动杆47带动第二滑块45向上滑动，第二滑块45通过连动杆47带动第三滑块46向内侧滑动，第三滑块46带动第二支撑件42向装夹座40中心移动，并移动至固定座12下方，直至固定座12与压接座49接触，此时固定座12同时与第一支撑件41和第二支撑件42接触，将压接座49上的夹爪50向下移动，并装夹在固定座12底板上方，对固定座12实现装夹。通过上述装夹方式，能够在预制管桩5与固定座12安装时，将固定座12从蓄水箱11内取出进行，提高预制管桩5安装的便捷性；能够实现固定座12与装夹座40的快速安装，并且同时在中心和两侧设置支撑件，震动波能够通过多方向同时传递至固定座12上，模拟更真实。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，包括：

检测架（1），检测架（1）内设置有检测平台（2），检测平台（2）上安装有模拟公路（3），模拟公路（3）设置为桩板式结构；

震动模拟单元，震动模拟单元连接于检测架（1）上，用于向检测平台（2）施加振动；

水力模拟单元，水力模拟单元连接于检测平台（2）上方，用于向模拟公路（3）施加水力冲击；

数据获取单元，数据获取单元连接于检测架（1）上，用于获取震动检测过程中模拟公路（3）的变形和损伤数据。

2.根据权利要求1所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，桩板式结构包括：

混凝土面板（4）、预制管桩（5）、无粘接预应力钢束（6）和耗能装置（7），混凝土面板（4）与预制管桩（5）之间为节段拼装，无粘接预应力钢束（6）设置于预制管桩（5）内，一端与混凝土面板（4）连接，另一端与预制管桩（5）预埋于地基（8）的部分连接，混凝土面板（4）与预制管桩（5）之间形成摇摆接缝（10），耗能装置（7）两端分别与混凝土面板（4）下表面和预制管桩（5）侧面铰接，耗能装置（7）为混凝土面板（4）提供斜向支撑。

3.根据权利要求2所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，耗能装置（7）设置为屈曲约束支撑。

4.根据权利要求1所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，震动模拟单元包括：三向设置的振动激励器（9），一组振动激励器（9）设置于检测架（1）底端，并且输出端与检测平台（2）底面连接，对检测平台（2）施加竖直方向的振动，一组振动激励器（9）设置于检测架（1）的左右两侧，并且输出端与检测平台（2）左右侧面连接，对检测平台（2）施加左右方向的振动，一组振动激励器（9）设置于检测架（1）的前后两侧，并且输出端与检测平台（2）前后侧面连接，对检测平台（2）施加前后方向的振动。

5.根据权利要求2所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，数据获取单元包括位移传感器和图像采集设备，位移传感器按照预设检测点位贴装于桩板式结构表面，用于检测结构各位置处的位移数据；图像采集设备连接于检测架（1）上，用于获取混凝土面板（4）和预制管桩（5）的表面图像。

6.根据权利要求5所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，控制器依据数据获取单元的检测结果判断公路桩板式结构的自复位能力，具体为：

建立公路桩板式结构的初始模型，预设检测点设置于初始模型的预设节点处；

启动振动激励器（9）对模拟公路（3）施加振动；

获取各检测点的位移数据，构建变形后的公路桩板式结构模型；

对比变形后路桩板式结构模型与初始模型，计算模型的重合度并设定为自复位能力值；

当计算获得的自复位能力值大于预设的自复位能力值时，表明公路桩板式结构的自复位能力满足公路设计需求。

7.根据权利要求1所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，水力模拟单元包括：

蓄水箱（11），蓄水箱（11）连接于检测平台（2）顶端并与供水设备连接，蓄水箱（11）顶端设置有盖板；

固定座（12），固定座（12）连接于蓄水箱（11）底端，模拟公路（3）的预制管桩（5）安装于固定座（12）内，并且预制管桩（5）穿过蓄水箱（11）顶端盖板；

辊筒（13），辊筒（13）转动连接于蓄水箱（11）内壁，辊筒（13）表面均匀连接有多个驱动板（14），辊筒（13）端部连接有驱动其转动的电机，驱动板（14）为蓄水箱（11）内水流流动提供动力。

8.根据权利要求7所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，辊筒（13）表面均匀开设有多个缓冲槽（28），缓冲槽（28）侧壁连接有缓冲件，驱动板（14）的转轴（29）转动连接于缓冲件内，转轴（29）和缓冲件之间连接有卷簧。

9.根据权利要求8所述的一种用于公路桩板式结构的抗震性能检测装置，其特征在于，缓冲件包括：阻尼套筒（31）和阻尼板（32），阻尼套筒（31）连接于缓冲槽（28）侧壁，转轴（29）转动连接于阻尼套筒（31）中心，阻尼套筒（31）内开设有阻尼腔（33），并且阻尼腔（33）内填充有阻尼液，阻尼板（32）连接于转轴（29）侧面，并转动设置于阻尼腔（33）内，阻尼板（32）与阻尼腔（33）之间设有供阻尼液流动的间隙。